一種控制張力的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種控制張力的裝置，屬于機(jī)械控制裝置技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 彎曲是成形工藝中較為復(fù)雜的工藝之一，常受材料性能、模具形狀、加載路徑等因 素影響。尤其是截面復(fù)雜的型材在彎曲中往往處于一個(gè)十分復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)。應(yīng)力中性層 內(nèi)移、外側(cè)破裂，內(nèi)側(cè)起皺，殘余應(yīng)力與回彈都是影響成形件性能和精度的原因。張力的預(yù) 拉與控制都能有效地制約以上因素對(duì)彎曲件成形精度的影響。
[0003]目前，已有的彎管機(jī)，包括拉彎?rùn)C(jī)等用于加工彎曲件的設(shè)備中都沒有控制張力的 裝置，又或者其控制張力的裝置不能有效，精確控制張力（力）或拉伸量(位移)，導(dǎo)致有些薄 壁多筋的型材無法成形或則難以成形。本發(fā)明基于以上設(shè)備中的不足，提出了由PLC控制、 梯形梳狀卡具夾持、滾珠絲桿線性移動(dòng)平臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱線性模組）驅(qū)動(dòng)的張力控制裝置，解 決了以往繞彎?rùn)C(jī)中不能有效施加張力這一缺陷，并具有裝夾速度快，通用性強(qiáng)，控制精度高 等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具備控制力和位移兩種控制方式，可為試驗(yàn)和生產(chǎn)帶來更多選擇。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了解決繞彎?rùn)C(jī)、拉彎?rùn)C(jī)等彎曲設(shè)備上張力不能精確控制，從而 導(dǎo)致彎曲件成形精度低等問題，提供一種控制張力的裝置。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
[0005]-種控制張力的裝置，包括伺服馬達(dá)6,PLC，線性模組支架7、滾珠絲桿8、模組滑 塊9組成的線性模組，傳感器10,動(dòng)板支座11、四桿機(jī)構(gòu)固定支座12、桿I13、螺桿插銷 I14、桿II15、動(dòng)板16、桿III17、螺桿18、螺桿插銷II19、桿IV20、四桿機(jī)構(gòu)移動(dòng)支座21、左 夾塊22、右夾塊23組成的夾持機(jī)構(gòu)，馬達(dá)6、傳感器10與PLC連接，PLC控制伺服馬達(dá)6轉(zhuǎn) 動(dòng)，馬達(dá)6帶動(dòng)滾珠絲桿8轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)模組滑塊9做直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)而使夾持機(jī)構(gòu)進(jìn)行直線 運(yùn)動(dòng)； 所述線性模組中線性模組支架7連接繞彎?rùn)C(jī)，線性模組支架7分為板架架身和尾部凸 起的框架，板架架身一端連接接繞彎?rùn)C(jī)，板架架身安裝滑動(dòng)的模組滑塊9,凸起的框架內(nèi)部 設(shè)有滾珠絲桿8,滾珠絲桿8橫穿線性模組支架7并穿過模組滑塊9的螺紋孔，滾珠絲桿8 連接伺服馬達(dá)6 ; 所述模組滑塊9頂部連接夾持機(jī)構(gòu)中動(dòng)板支座11，動(dòng)板支座11設(shè)有滑槽與動(dòng)板16滑 動(dòng)連接，動(dòng)板16頂面設(shè)有四桿機(jī)構(gòu)固定支座12和相對(duì)動(dòng)板16滑動(dòng)的四桿機(jī)構(gòu)移動(dòng)支座 21，四桿機(jī)構(gòu)固定支座12,動(dòng)板16頂端設(shè)有側(cè)八字限位平板組成的滑槽，側(cè)八字限位平板 組成的滑槽內(nèi)部安裝左夾塊22和右夾塊23(八字限位平板組成的滑槽用于左夾塊22和右 夾塊23的合模)，動(dòng)板16末端與傳感器10連接，傳感器10另一端與動(dòng)板支座11的凸起臺(tái) 連接，四桿機(jī)構(gòu)固定支座12通過螺栓連接桿I13和桿III17,四桿機(jī)構(gòu)移動(dòng)支座21通過螺 栓連接桿II15和桿IV20,桿I13和桿II15、桿II15和桿IV20分別通過螺桿插銷I14、螺 桿插銷II19連接，螺桿插銷I14設(shè)有螺紋孔，螺桿插銷II19設(shè)有光孔，螺紋孔和光孔之間 設(shè)有螺桿18。
[0006] 所述側(cè)八字限位平板組成的滑槽形成的設(shè)為68°~75°。
[0007] PLC控制方式為兩個(gè)模塊：其一為"力"控制，方式是通過傳感器10測(cè)得張力的大 小輸入PLC控制器中，與設(shè)定的力比較，如果不相等則命令伺服馬達(dá)6調(diào)節(jié)模組滑塊9與模 組7的相對(duì)位置，以求在運(yùn)動(dòng)的過程中達(dá)到所設(shè)定力的大小；其二是"位移"控制，方式為根 據(jù)滑塊的運(yùn)動(dòng)速度控制伺服馬達(dá)的轉(zhuǎn)速使滑塊達(dá)到既定的運(yùn)動(dòng)軌跡?；瑝K的運(yùn)動(dòng)速度計(jì)算 公式如下：
式中：貧為模組滑塊的移動(dòng)速度，單位mm/s 為型材/管材的彎曲中性層半徑，單位 mm;M:為彎曲時(shí)的角速度；單位rad/s;..ε:為預(yù)拉伸量，單位％。控制伺服馬達(dá)6的轉(zhuǎn)速使滑 塊達(dá)到既定的運(yùn)動(dòng)軌跡。
[0008] 該控制張力的裝置的使用原理為： (1) 夾持型材：本實(shí)例中的型材為ΑΖ31Β鎂合金，對(duì)通過快速感應(yīng)加熱到170°C的鎂合 金型材端部從載臺(tái)1處伸入進(jìn)行快速的定位和夾緊，使用如圖1繞彎?rùn)C(jī)時(shí)，將鎂合金型材在 固定端夾持2、滑塊夾持3、張力控制端夾持4依次夾緊(鎂合金型材一端伸入到八字限位平 板組成的滑槽中，手動(dòng)將左夾塊22和右夾塊23夾住型材)，張力控制端夾持4的夾緊通過 手動(dòng)旋轉(zhuǎn)螺桿18使四桿伸長(zhǎng)推動(dòng)四桿機(jī)構(gòu)移動(dòng)支座21頂緊左夾塊22和右夾塊23夾緊； (2) 施加張力：根據(jù)預(yù)先在PLC系統(tǒng)中設(shè)定張力F為25N，對(duì)鎂合金型材進(jìn)行預(yù)拉，這里 預(yù)拉伸比例為1. 1%，拉伸量為4. 95mm，PLC控制伺服馬達(dá)6轉(zhuǎn)動(dòng)，馬達(dá)6帶動(dòng)滾珠絲桿8轉(zhuǎn) 動(dòng)，從而帶動(dòng)模組滑塊9做直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)而使夾持機(jī)構(gòu)進(jìn)行向右直線運(yùn)動(dòng)； (3) 張力保持：通過本發(fā)明通過傳感器10對(duì)拉力F的實(shí)時(shí)檢測(cè)，并根據(jù)輸出力的大小反 饋控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)伺服馬達(dá)6的旋轉(zhuǎn)來控制彎曲過程中張力保持不變，通過控制模組滑塊9 相對(duì)于模組的前后位置來實(shí)現(xiàn)； (4) 施加補(bǔ)拉力：在繞彎過程結(jié)束時(shí)，通過PLC事先設(shè)定的補(bǔ)拉力25N對(duì)鎂合金型材的 一端再一次拉伸，此次拉伸比例為1%，方式與步驟（2)相同，拉伸量為4. 9_; (5) 卸載：完成以上步驟之后，依次松開4、3、2處夾持，電機(jī)回轉(zhuǎn)，將各部回退到初始位 置。
[0009] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明可以有效、精確的控制型材/管材的拉力和拉伸量； 本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)效益好。
【附圖說明】
[0010] 圖1是本發(fā)明用于繞彎?rùn)C(jī)時(shí)的三維結(jié)構(gòu)圖； 圖2是本發(fā)明主視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011] 圖中：1_載臺(tái)，2-固定端夾持裝置，3-滑塊裝置，4-張力控制裝置，5-轉(zhuǎn)軸，6伺服 馬達(dá)，7-線性模組支架，8-滾珠絲桿，9-模組滑塊，10-傳感器，11-動(dòng)板支座，12-四桿機(jī)構(gòu) 固定支座，13-桿I，14-螺桿插銷I，15-桿II，16-動(dòng)板，17-桿III，18-螺桿，19-螺桿插銷 II，20-桿IV，21-四桿機(jī)構(gòu)移動(dòng)支座，22-左夾塊，23-右夾塊。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0013] 實(shí)施例1 如圖1至3所示，該控制張力的裝置，包括伺服馬達(dá)6,PLC，線性模組支架7、滾珠絲桿 8、模組滑塊9組成的線性模組，傳感器10,動(dòng)板支座11、四桿機(jī)構(gòu)固定支座12、桿I13、螺 桿插銷I14、桿II15、動(dòng)板16、桿III17、螺桿18、螺桿插銷II19、桿IV20、四桿機(jī)構(gòu)移動(dòng)支 座21、左夾塊22、右夾塊23組成的夾持機(jī)構(gòu)，馬達(dá)6、傳感器10與PLC連接，PLC控制伺服 馬達(dá)6轉(zhuǎn)動(dòng)，馬達(dá)6帶動(dòng)滾珠絲桿8轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)模組滑塊9做直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)而使夾持機(jī)構(gòu) 進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)； 所述線性模組中線性模組支架7連接繞彎?rùn)C(jī)，線性模組支架7分為板架架身和尾部凸 起的框架，板架架身一端連接接繞彎?rùn)C(jī)，板架架身安裝滑動(dòng)的模組滑塊9,凸起的框架內(nèi)部 設(shè)有滾珠絲桿8,滾珠絲桿8橫穿線性模組支架7并穿過模組滑塊9的螺紋孔，滾珠絲桿8 連接伺服馬達(dá)6 ; 所述模組滑塊9頂部連接夾持機(jī)構(gòu)中動(dòng)板支座11，動(dòng)板支座11設(shè)有滑槽與動(dòng)板16滑 動(dòng)連接，動(dòng)板16頂面設(shè)有四桿機(jī)構(gòu)固定支座12和相對(duì)動(dòng)板16滑動(dòng)的四桿機(jī)構(gòu)移動(dòng)支座 21，四桿機(jī)構(gòu)固定支座12,動(dòng)板16頂端設(shè)有側(cè)八字限位平板組成的滑槽，側(cè)八字限位平板 組成的滑槽內(nèi)部安裝左夾塊22和右夾塊23(八字限位平板組成的滑槽用于左夾塊22和右 夾塊23的合模)，動(dòng)板16末端與傳感器10連接，傳感器10